第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

Huazhong University of Science and Technology

2013-2014学年度第一学期 2013.10.30—2014.01.10

《电力系统分析 》(I)主讲教师：陈金富E-mail:chenjinfu@http://www.77cn.com.cn

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算本章主要内容电力系统三相短路计算主要是短路电流周期(基频)分量的计算。 计算内容包括： (1)起始次暂态电流(短路电流周期分量的起始值)的实用计算； (2)短路冲击电流的计算(系统电势源和负荷提供的冲击电流); (3)短路发生后不同时刻短路电流周期分量的计算；

基本原理

(1)利用节点阻抗矩阵；(2)利用转移阻

和方法：2014-11-2

抗的概念；(3)近似计算方法

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算6-1 短路电流计算的基本原理和方法6-2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 6-3 短路电流计算曲线及其应用

6-4 短路电流周期分量的近似计算

2014-11-2

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6-1 短路电流计算的基本原理和方法1.电力系统节点方程的建立—等值电路的制定

发 电 变 压

机：电势源支路→电流源支路(含同步调相机) 器：GT + jBT,RT + jXT,kT

输 电 线 路：PI型等值电路，R,X,B

一 般 负 荷：恒定阻抗, ZLD.k

电动机负荷：电势源支路→电流源支路(同步电动机、感应电动机、以电动机为主的综合负荷，起始次暂态电流计算)Eii zi i k

1

kz LD.kk

1Ii

i zi

YN

I YVELD .k

1

12014-11-2

1

YN zi , zLD.k Y

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6-1 短路电流计算的基本原理和方法2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流—基本原理电压正常分量： Vi (0) Z ij I j,j G

If

f

I f f

If

f

有源网络Vf

有源网络zf Vf

电压故障分量： Z if I f

ZN

ZN

+

Vf

zf

Vi Zij I j Zif I fj G

V f V f(0) Z ff I f 边界条件：V f z f I f

If

V f(0) Z ff z fj G

Vi

(0)

Zif I f

V f(0) Z fj I j

2014-11-2

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

6-1 短路电流计算的基本原理和方法2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流—基本原理Iff Z ff zf If f

有源网络Vf

()故障点电流： 1zf

ZN

V f(0)

If

V f(0) Z ff z f

(2)节点 i 电压：Vi Vi

(0)

Z if I f Vi

(0)

Z if Z ff z f

V f(0)

(3)支路电流：I pq 2014-11-2

kVp Vq z pq

1: k

p

z pq I pq

q

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6-1 短路电流计算的基本原理和方法2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流—近似计算方法忽略负荷电流的影响， 短路前空载，各节点 电压：Vi (0) 1 (1 )故障点电流： 1 If Z ff z f

(2)节点 i 电压：Vi Vi

(0)

Zif I f 1

Zif Z ff z f1: k z pq I pq

(3)支路电流：I pq 2014-11-2

kVp Vq z pq

p

q

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6-1 短路电流计算的基本原理和方法2.利用节点阻抗矩阵计算短路电

流—计算流程图

Data Input

Y LDU

1 () 1 If Z ff z f

Fault Location : f

(2)Vi 1

Z if Z ff z f

Calculate Zif , i 1, 2,

,n(3)I pq

kV p Vq z pq

Calculate I fCalculate Vi2014-11-2

Calculate I pq

Output

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3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流 (1)电势源对短路点的转移阻抗的定义E1

1 z1zi

I1

1

E1

1

I f1zf1

Ei i I i

无源i

If

f

If

f

线性 网络

星网变换

Ei i Em m

I fi z fi I fm z fm

Em m I m m zm

转移阻抗的概念: I f I fi Ei z fii G i G

I fi Ei z fi : 电势源Ei 单独作用时在短路 点f 产生的短路电流

z fi Ei I fi : 电势源Ei 对短路点f 的转移阻抗2014-11-2

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流 (2)利用节点阻抗矩阵求电势源对短路点的转移阻抗电势源Ei 单独作用，对网 络注入电流：I ii Ei zi正常状态下，在f 点产生 Z fi (0) 电压：V fi Z fi I ii Ei ziI 1 1i 1 z1 Ei i I ii i zi I m mi m zm

无源 线性 网络

f

I fi

f

(0) V fi

f 点短路电流：I fi

(0) V fi

Z ff

Ei Ei Z ff zi z fi

Z fi

Ei Z ff z fi zi I fi Z fi

2014-11-2

第六章 电力系统三相短路电流的实用计算(华中科技大学课件)

3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流 (3) 经过渡阻抗接地的情况电势源Ei 单独作用，对网 络注入电流：I ii Ei zi正常状态下，在f 点产生 Z fi (0) 电压：V fi Z fi I ii Ei zif 点短路电流：I fi (0) V fi

I 1 1i 1 z1 Ei i I ii i zi I m mi m zm

无源 线性 网络

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